近日，由德國企業和研究機構共同開發了一種多材料陶瓷組件的增材制造（AM）工藝，其可用于通過紅外加熱對塑料部件進行非接觸焊接，通過這種方式，提供了更大的幾何自由度和制造靈活性，導電和電絕緣陶瓷材料的組合被用來制造復雜的加熱器結構。
德國PolyMergeGmbH是一家塑料焊接機械制造商，其發展目標是開發復雜的發射器，用于塑料部件的非接觸加熱和短周期連接。來自弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所（FraunhoferIKTS）的一個團隊利用其工藝和材料技術以及TIWARIScientific InstrumentsGmbH的3D打印專業知識為開發提供支持。TIWARI是一家由歐空局支持的德國初創企業，該公司使用一臺帶有改進打印頭的商用3D打印機來額外制造零件，燈絲的精密擠壓和與印刷床的良好附著力使零件的生產具有高細節和無變形。
在該項目中，陶瓷熔絲制造（CerAMFFF）用于生產定制發射器。各種結構的3D打印在160°C的中等溫度、25mm/s的速度和150μm的層高下進行。用于導電陶瓷AM生產加熱元件的基材是氮化硅（Si3N4），它與導電二硅化鉬（MoSi2）混合。這種導電陶瓷復合材料具有優異的高溫強度，即使在加熱過程中也能承受較高的結構負荷。第二種成分類似，但MoSi2含量較低的材料用于提供電絕緣或加固導電部件的細絲結構。通過多材料制造將導電材料和電絕緣材料組合成雙組分部件。該技術難點在于，挑戰是確保在高達1800℃的強制熱處理（脫脂和燒結）期間，使兩種材料的熱膨脹和收縮大致相等。
這種多材料陶瓷組件的絕緣部分可以用于保護導電部件免受腐蝕，防止氧化并提高循環穩定性。除了無接觸焊接相關應用外，該技術和工藝還可以用于制造航空航天中的輕型自動點火噴射器和推進系統中的其他類似應用。
參考來源：3dprintingmedia
